(57)【要約】【課題】暖房運転を継続して除霜運転を行う空気調和機に搭載する高効率加熱器を提供する。【解決手段】ヒートポンプ式冷凍サイクル上に搭載し、冷媒あるいは水をヒータ部２により加熱する加熱器１であって、加熱器１は、内部に電熱式のヒータ部２とその周囲を螺旋状に巻回させた冷媒管４を持ち、且つ、ヒータ部２は複数回曲折させ、ヒータ部２と配管４の周囲に金属を充填あるいは金属で覆ったことにより、ヒータ部２と配管４の距離を近接させ熱伝導率を向上させると共に加熱器１をコンパクトにすることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヒートポンプ式冷凍サイクル上に搭載し、冷媒または水をヒータにより加熱する加熱器であって、前記加熱器は、内部に電熱式のヒータ部とその周囲を螺旋状に巻回させ、内部を冷媒または水が流動する配管を持ち、且つ、前記ヒータ部と前記配管の周囲に金属を充填あるいは金属で覆ったことを特徴とする加熱器。
【請求項２】
ヒータ部は加熱器の両端部近傍において、少なくとも２回曲折して前記加熱器内部に配置されている事を特徴とする、請求項１記載の加熱器。
【請求項３】
加熱器の任意の横断面において、ヒータ部はその周囲に巻回され配置された配管までの距離が略同一であるように配置されていることを特徴とする、請求項１〜２のいずれかに記載の加熱器。
【請求項４】
加熱器の筐体表面には前記加熱器の温度を検知する温度センサーあるいは温度過昇保護装置のいずれかあるいは両方を配設したことを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の加熱器。
【請求項５】
配管が巻回する外周の前記筐体表面に温度センサーあるいは温度過昇保護装置を配設したことを特徴とする、請求項４記載の加熱器。
【請求項６】
ヒータ部を曲折した部位に近い加熱器の筐体側面に温度センサーあるいは温度過昇保護装置を配設したことを特徴とする、請求項４記載の加熱器。
【請求項７】
ヒータ部および配管の近傍を伝熱流体で満たしたことを特徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載の加熱器。
【請求項８】
加熱器を設置した際、配管は筐体の横方向に延出したことを特徴とする、請求項１〜７のいずれかに記載の加熱器。
【請求項９】
加熱器を設置した際、下方に位置する配管を冷媒入口とし、上方に位置する配管を冷媒出口としたことを特徴とする、請求項８記載の加熱器。
【請求項１０】
加熱器を設置した際、前記加熱器の筐体は片方に傾斜していることを特徴とする、請求項１〜９のいずれかに記載の加熱器。
【請求項１１】
筐体を構成する金属はアルミニウム、鉄、もしくは真鍮およびこれらの合金であることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれかに記載の加熱器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヒートポンプ式空気調和機に搭載した加熱器であって、冷媒または水を加熱し、暖房能力を向上することが出来る、加熱器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、加熱器を搭載したヒートポンプ式空気調和器の除霜方式は、四方弁を切り換え、冷凍サイクルの冷媒を逆方向に流す除霜方式に比べ、高暖房能力が得られるものとして実施されていた。
【０００３】
図２は従来の空気調和装置の冷凍サイクルの構成図である。
【０００４】
同図に示すように、圧縮機、四方弁、室内熱交換器、膨張機構および室外熱交換器を冷媒回路で連結してなるヒートポンプ式冷凍サイクルにおいて、この冷凍サイクルにおける前記膨張機構と前記室外熱交換器の間と、前記圧縮機の吸入側の間を連結し、加熱器を有する冷媒加熱回路と、前記冷凍サイクルにおける圧縮機の吐出側と前記室外熱交換器と前記四方弁の間を連結する除霜用回路とを備え、前記冷凍サイクルのヒートポンプ運転時において前記室外熱交換器の除霜を行う際、前記加熱器によって加熱された冷媒が、前記圧縮機を通った後、前記室内熱交換器を通る流れと前記除霜用回路から前記室外熱交換器を通る流れとに分岐され、これらの分岐した冷媒の流れが前記冷媒加熱回路の入口で合流し、再び前記加熱器によって加熱されるように構成されている発明が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１１−１８２９９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、この冷凍サイクルの方式では、次のような課題が発生する。
【０００６】
この冷凍サイクルの構成は、除霜運転を行う際に、二方弁１０９ａを開放にして、室外熱交換器１０３と四方弁１０２との間に圧縮機１０１の吐出冷媒が流れることになる。
【０００７】
そしてこのような冷凍サイクル構成で、暖房運転を継続しつつ除霜を行なうには、加熱器が大型になってしまうという構造的課題があった。
【０００８】
本発明は、従来技術の有するこのような問題点に鑑みてなされたもので、空気調和機の暖房性能を向上することが出来る加熱器を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明の加熱器は、内部に電熱式のヒータ部とその周囲を螺旋状に巻回させた配管を持ち、且つ、前記ヒータ部と前記配管の周囲に金属を充填あるいは金属で覆ったことを特徴とするものである。
【００１０】
これによって、ヒータ部と配管間の熱伝導率が向上し、配管中を流動する冷媒に効率良く熱を伝えることができ、冷媒温度が十分に上昇し暖房能力を向上することが出来る。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の加熱器は、コンパクトにして且つ十分な冷媒加熱能力をもち、搭載した冷凍サイクルの暖房能力を向上することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
第１の発明は、ヒートポンプ式冷凍サイクル上に搭載し、冷媒または水をヒータにより加熱する加熱器であって、前記加熱器は、内部に電熱式のヒータ部とその周囲を螺旋状に巻回させ、内部を冷媒または水が流動する配管を持ち、且つ、前記ヒータ部と前記配管の周囲に金属を充填あるいは金属で覆ったものである。
【００１３】
第２の発明は、特に第１の発明のヒータ部は加熱器の両端部近傍において、少なくとも２回曲折して前記加熱器内部に配置されたものである。
【００１４】
第３の発明は、特に第１〜第２の発明の加熱器の任意の横断面において、ヒータ部はその周囲に巻回され配置された配管までの距離が略同一であるように配置したものである。
【００１５】
第４の発明は、特に第１〜第３の発明の加熱器の筐体表面には前記加熱器の温度を検知する温度センサーあるいは温度過昇保護装置のいずれかあるいは両方を配設したものである。
【００１６】
第５の発明は、特に第４の発明の内部のヒータ部から加熱器の筐体表面までの距離が最小である前記筐体表面に温度センサーあるいは温度過昇保護装置を配設したものである。
【００１７】
第６の発明は、特に第４の発明のヒータ部を曲折した部位に最も近い加熱器の筐体表面に温度センサーあるいは温度過昇保護装置を配設したものである。
【００１８】
第７の発明は、特に第１〜第６の発明のヒータ部および配管の近傍を伝熱流体で満たしたものである。
【００１９】
第８の発明は、特に第１〜第７の発明の加熱器を設置した際、配管は筐体の横方向に延出したものである。
【００２０】
第９の発明は、特に第８の発明の加熱器を設置した際、下方に位置する配管を冷媒入口とし、上方に位置する配管を冷媒出口としたものである。
【００２１】
第１０の発明は、特に第１〜第９の発明の加熱器を設置した際、前記加熱器の筐体は片方に傾斜させたものである。
【００２２】
第１１の発明は、第１〜第１０の発明の筐体を構成する金属がアルミニウム、鉄、もしくは真鍮およびこれらの合金としたものである。
【００２３】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００２４】
（実施の形態１）
図１は、本願発明にかかる加熱器の構成図である。
【００２５】
同図において、（ａ）は加熱器の正面図、（ｂ）は同平面図、（ｃ）は同側面図である。
【００２６】
加熱器の筐体１は金属で構成されており、その内部が同一金属で充填されていても良いし、複数種類の金属で充填されていても、あるいは金属と液体で充填されていても良い。
【００２７】
筐体１の端面９からはヒータ部２が延出しており、筐体１内部へと続いている。そして、ヒータ部２は筐体１内部で曲折部６および曲折部７で折曲げられて筐体１内部に収納されている。
【００２８】
筐体１の下部には脚部８が設けられ、設置台等（図示せず）に載置される。
【００２９】
また、ヒータ部２の周囲であって筐体１の内部には冷媒または水が流動し熱を得る配管４が螺旋状に巻回されて配置されている。
【００３０】
冷媒または水は配管の入口管３から流入し、出口管５から流出する。
【００３１】
また、ヒータ部２には電気エネルギーが入力され、発熱する。
【００３２】
この時、ヒータ部２から発生した熱により筐体１が加熱され、その加熱された筐体１の金属部分あるいは流体部分に密着する配管４を加熱し、さらに配管４の内部を流動する冷媒または水を加熱する。
【００３３】
そして、入口管３から出口管５まで流動する間に、冷媒または水は所定の温度に加熱される。
【００３４】
次に、ヒータ部の配置の細部構成と、コンパクトにして加熱効率を向上し得たメカニズムについて、図１（ｃ）を用いながら説明する。
【００３５】
図１（ｃ）は加熱器の側面図であり、筐体１の内部に配管４が横断面で円状に巻回されている。
【００３６】
そしてその内部にヒータ部２が横断面で４箇所（２ａ〜２ｄ）配設されている。
【００３７】
２ａ〜２ｄと配管４との距離は、どの部分をとってもほぼ同等のｄであり、ヒータで発生した熱は配管４のどの部位においても均一に配管４を加熱することができるので、冷媒または水の加熱の効率が向上する。
【００３８】
また、ヒータ部は、少なくとも３回以上（図１では３回）曲折されているため、加熱器１の長手方向の寸法をコンパクトにすることができる。
【００３９】
また、ヒータ部２と配管４の周囲を金属または流体で充填しているため、熱伝導率が大きく加熱効率が向上できる。
【００４０】
また、金属部分には熱エネルギーを蓄積することが出来るため、ヒータが発停したときの冷媒または水の時間的温度変化を小さく抑えることができ、起動時や除霜後の立上り性を増し、暖房能力の向上に寄与することが出来る。
【００４１】
次に加熱器１に取付けられる温度センサーあるいは温度過昇保護装置について説明する。
【００４２】
加熱器１はヒータ部２および配管４を内部に配設し、その周囲を金属で覆っている構成であるから筐体表面の温度上昇が大きい。
【００４３】
このため温度過昇を保護する温度センサーあるいは温度過昇保護装置が必要である。
【００４４】
この際、温度センサーあるいは温度過昇保護装置は最大温度の位置に配設されるべきであるが、ヒータ部２と筐体１の表面との距離が最も近接している場所（図１においては１２の場所）、あるいはヒータの温度が最も安定している場所（図１において１１の場所）に配設されるのが望ましい。
【００４５】
また、ヒータは有効長のおよそ中央部が最も温度が高いので、その理由でも１２の位置が望ましい。
【００４６】
また、冷凍サイクルは使用温度範囲が広く、加熱器１の雰囲気は結露を発生する条件下になることも十分に考えられる。
【００４７】
そこで、加熱器１の筐体を傾斜させ、表面に結露した水をヒータ部２の露出した部位と反対方向に誘導して、ショート等の弊害を防止することが出来る。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
以上のように本発明の加熱器は効率良く冷媒あるいは水を加熱することができるので、他の流体用の加熱器にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本願発明にかかる実施の形態１の加熱器の構成図
【図２】従来の加熱器を搭載した空気調和機の構成図
【符号の説明】
【００５０】
１  加熱器
２  ヒータ部
３  入口管
４  配管
５  出口管
６  曲折部
７  曲折部
８  脚部
９  端部
１０  側面部
１１  センサー等取付け部
１２  センサー等取付け部
【図１】
2006189184.tif 000003
【図２】
2006189184.tif 000004